一种模块化并联箱式人工湿地装置的制作方法

1.本实用新型涉及一种模块化并联箱式人工湿地装置。


背景技术：

2.人工湿地是由人工建造的、具有自然湿地净化功效并可以人工强化控制的、集物理、化学、生化反应于一体的污水处理体系。人工湿地通过设计组合，成为人为选择特定某一种或几种填料作为基质、在基质上选种的水生植物、微型动物、及微生物共同组成的水处理系统。现有的人工湿地存在占地面积大，处理效率低，容易堵塞的缺点。


技术实现要素：

3.鉴于现有技术的不足，本实用新型所要解决的技术问题是提供一种模块化并联箱式人工湿地装置。
4.为了解决上述技术问题，本实用新型的技术方案是：一种模块化并联箱式人工湿地装置，包括进水管与集水管，进水管与集水管之间经管道并联连接有若干个箱式单体，若干个箱式单体之间经管道上的阀门控制切换，箱式单体内部均自上往下设有植物基质模块、基质填料层。
5.优选的，箱式单体由第一箱式单体、第二箱式单体、第三箱式单体、第四箱式单体组成，第一箱式单体与第三箱式单体共同经第一阀门控制通断，第二箱式单体与第四箱式单体共同经第二阀门控制通断，第一阀门与第二阀门均位于进水水路上。
6.优选的，箱式单体内部均经隔板分隔成若干个模块腔室，模块腔室内部均自上往下设有植物基质模块、基质填料层，沿着水流方向模块腔室之间上下交替连通。
7.优选的，植物基质模块均由铺设的沙土层和沙土层上的湿地植物区域组成；基质填料层由工业废渣废料和烧制陶粒组成。
8.优选的，植物基质模块与基质填料层之间、基质填料层与模块腔室的底面之间均填设有碎石层。
9.优选的，模块腔室均包括第一模块腔室、第二模块腔室、第三模块腔室、第四模块腔室，第一模块腔室顶部碎石层的布水管连接进水管、底部碎石层的布水管通往第二模块腔室底部碎石层，第二模块腔室顶部碎石层的布水管通往第三模块腔室顶部碎石层，第三模块腔室底部碎石层的布水管通往第四模块腔室底部碎石层，第四模块腔室顶部碎石层的布水管连接集水管。
10.与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：该模块化并联箱式人工湿地装置的结构简单，采用若干个箱式单体并联连接方式，若干个箱式单体之间经管道上的阀门控制切换。可根据污水产生量大小选择少个或多个箱式单体进行工作处理，以满足处理效率的要求。并且当其中几个箱式单体处理完毕停止工作后，换成另外几个箱式单体工作，以进行箱式单体的轮休，停止工作的箱式单体内部微生物开始作用，将工作中未能及时处理的物质分解，减小堵塞几率。
11.下面结合附图和具体实施方式对本实用新型做进一步详细的说明。
附图说明
12.图1为本实用新型实施例的俯视图。
13.图2为箱式单体的构造示意图一。
14.图3为箱式单体的构造示意图二。
15.图4为箱式单体的构造示意图三。
16.图5为箱式单体的构造示意图四。
具体实施方式
17.下面结合附图及实施例对本实用新型做进一步说明。
18.应该指出，以下详细说明都是示例性的，旨在对本技术提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本技术所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
19.需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本技术的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
20.如图1~5所示，本实施例提供了一种模块化并联箱式人工湿地装置，包括进水管1与集水管2，进水管与集水管之间经管道并联连接有若干个箱式单体，若干个箱式单体之间经管道上的阀门控制切换，箱式单体内部均自上往下设有植物基质模块3、基质填料层4。
21.在本实用新型实施例中，箱式单体由第一箱式单体5、第二箱式单体6、第三箱式单体7、第四箱式单体8组成，第一箱式单体与第三箱式单体为一组共同经第一阀门9控制通断，第二箱式单体与第四箱式单体为一组共同经第二阀门10控制通断，第一阀门与第二阀门均位于进水水路上。
22.在本实用新型实施例中，箱式单体内部均经隔板11分隔成若干个模块腔室，模块腔室内部均自上往下设有植物基质模块、基质填料层，沿着水流方向模块腔室之间上下交替连通。箱式单体内部隔板构造多级作用环境，通过交替厌氧好氧环境提高污水中氮、磷的去除效果。上下交替连通使得污水在箱式单体停留时间更长，提升净化质量。
23.在本实用新型实施例中，植物基质模块均由铺设的沙土层和沙土层上的湿地植物区域组成，湿地植物区域为在沙土层上种植湿地植物12；基质填料层由工业废渣废料和烧制陶粒组成，提高装置性能，降低装置成本。
24.在本实用新型实施例中，植物基质模块与基质填料层之间、基质填料层与模块腔室的底面之间均填设有碎石层13。碎石层布设水管，避免堵塞。
25.在本实用新型实施例中，模块腔室均包括第一模块腔室14、第二模块腔室15、第三模块腔室16、第四模块腔室17，第一模块腔室顶部碎石层的布水管连接进水管、底部碎石层的布水管18通往第二模块腔室底部碎石层，第二模块腔室顶部碎石层的布水管通往第三模块腔室顶部碎石层，第三模块腔室底部碎石层的布水管通往第四模块腔室底部碎石层，第四模块腔室顶部碎石层的布水管连接集水管。
26.该模块化并联箱式人工湿地装置的工作原理为：该模块化并联箱式人工湿地装置的结构简单，采用若干个箱式单体并联连接方式，若干个箱式单体之间经管道上的阀门控制切换。可根据污水产生量大小选择少个或多个箱式单体进行工作处理，以满足处理效率的要求。并且当其中几个箱式单体处理完毕停止工作后，换成另外几个箱式单体工作，以进行箱式单体的轮休，停止工作的箱式单体内部微生物开始作用，将工作中未能及时处理的物质分解，减小堵塞几率。
27.处理过程具体包括以下部分：
28.（1）生活污水由进水管进入装置，此时第二箱式单体和第四箱式单体阀门处于关闭状态，水均等流向第一箱式单体和第三箱式单体，水流通过箱式单体顶部均匀布水进入第一模块腔室；
29.（2）进水自上而下依次通过箱式单体中的植物基质模块和基质填料层，在底部溶解氧由于微生物硝化作用和有机物好氧分解迅速下降，箱式单体中下部形成缺氧区，发生反硝化反应。
30.（3）植物基质模块中湿地植物根系对氧的传递释放使周围环境依次呈现好氧、缺氧、厌氧状态，水中氮磷不仅被植物和微生物作为营养成分吸收，还通过硝化、反硝化及微生物的过量吸磷作用得到进一步去除。
31.（4）水经过一段时间流至第二模块腔室低位口后进入第二模块腔室，进入新一轮的净化，待水流上升至第三模块腔室的高位口后进入第三模块腔室，再次净化。接下来水流流至第四模块腔室的低位口后进入第四模块腔室，进行最后一次净化后上升至出水端高位口排出净化水，污水共经过四级净化，保证污水净化质量。
32.（5）由集水管收集处理过的水由出水管直接排入雨水管中。
33.（6）待第一箱式单体和第三箱式单体工作一段时间后，关闭它们的阀门并打开第二箱式单体和第四箱式单体的阀门，使第一箱式单体和第三箱式单体停止工作，此时它们中的微生物开始作用，将工作中未能及时处理的物质分解，减小堵塞几率。当第二箱式单体和第四箱式单体工作一段时间后，再换成第一箱式单体和第三箱式单体工作，以此类推，相互轮休。
34.人工湿地的作用原理是在一定的填料上选择性植入水生植被，将污水投放到人工建造的类似于沼泽的湿地上。当富营养化水体流过人工湿地时，经沙石、土壤等基质过滤吸附，植物根际的多种微生物各种生理代谢途径将污染物从水体中去除，使水质得到净化。
35.本装置设置多级式模块，将箱式单体连接成组，各箱组采用并联的方式进行工作，如此可以加大处理水量，防止堵塞且易于更换。箱组间相互轮休，减小堵塞发生几率。箱式单体中插入隔板，隔板上以一高一低的流水口相互交叉，水从高位流入，从低位流出。这样即可实现无外加动力的条件下使水持续流动，且这种多级式模块使水在箱式单体中经过多轮作用，增加净化次数，延长净化时间，出水质量达到更高标准。
36.生活污水通过调节流量使水均等流向箱式单体，水流通过布水管均匀布水进入各个模块腔室，填料吸收排出的污水，并吸附污水中的污染物质，污染物随后扩散至生物膜的表面，被生物膜上的微生物代谢分解。湿地植物利用污水中的养分和微生物的代谢废料生长，植物的光合作用和蒸腾作用消耗了人工湿地箱中的无机盐和部分水，降低了人工湿地的负荷，同时，植物生长的根系为微生物提供更多的附着点，使整个系统形成了良好的生态
循环。经过处理后的污水通过集水管收集，达到高标准的排放。
37.厌氧生物处理法是利用兼性厌氧菌和专性厌氧菌将污水中大分子有机物降解为低分子化合物，进而转化为甲烷、二氧化碳的有机污水处理方法。好氧生物处理法是利用好氧微生物（包括兼性微生物）在有氧气存在的条件下进行生物代谢以降解有机物，使其稳定、无害化的处理方法。本装置将厌氧生物处理技术和好氧生物处理技术相结合，利用生物的“趋利避害”特性，使得好氧微生物，缺氧微生物和厌氧微生物以块状方式分布，有层次地处理污水，提高处理效率，大幅减小装置的规模，为灵活根据污水量调整安装箱数创造了条件。将好氧和厌氧处理技术结合，降低了对能量要求，能耗成本低。种植在填料中的水生植物的根系为微生物附着提供更多的附着点，并起到固定填料的作用，防止填料因水力冲击受到损害。
38.本装置利用工业生产的废渣废料作为装置中填料材料，节约资源，使得成本降低，从另一个层面实现了环保。箱式单体外壳采用玻璃钢材料，在其内壁表面采用覆面竹胶合板材料覆盖一层，覆面竹胶合板能防止污水中的酸碱性物质对壳体造成损害，光滑的内壁减小水流对壳体的冲击力。
39.以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非是对本实用新型作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例。但是凡是未脱离本实用新型技术方案内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本实用新型技术方案的保护范围。